计算机图形学期末大作业3D建模.doc

深 圳 大 学 实 验 报 告课程名称： 计算图形学 实验名称： 3D建模和真实感图形绘制 学院： 计算机与软件学院 专业： 计算机科学与技术 报告人： 学号： 2012150 班级： 1 同组人： 无 指导教师： 周虹 实验时间： 2014年11、12月 实验报告提交时间： 2014/12/28 教务处制一实验目的1、使用OpenGL创建和动画你自己设计的角色。2、熟悉3D层次建模和转换。二实验步骤1、打开VC6.0打开工作空间modeler.dsw, 可以看到工程的所有工程都包含进来了。找到sample.cpp并打开。2、 找到sample.cpp中的draw函数，在这个函数中绘制图形。首先，在一对glPushMatrix()和glPopMatrix()之间用glTranslated函数确定绘制图形坐标系的原点（以下图形的绘制均用到这对函数，后面不再赘述）。然后用三角形绘制平行四边形的地板，用setDiffuseColor函数设定不同的颜色参数。主要代码如下：2、 为模型绘制背景，即三角旋转阶梯。同样的，用三角形绘制，使得整个画面看起来像舞台般宽敞华丽。主要代码如下（为了方便截图，一行代码过长的地方我都做了换行截断）：3、 在舞台的中心设置柱子。为了使其更加精致美观，此处用三角形拼接柱子，并且颜色设置成黄白相间，使气氛柔和淡雅。4、 柱子一般都有柱台的。此处用长方体作为柱台，大气得体。颜色选择淡蓝色，正好跟柱子的颜色相辉映。主要代码如下：5、 俗话说好事成双。在同一个层次中，我再绘制了同样的柱子和柱台，使画面呈现对称美。6、 柱子是空心的，得给它加个“盖子”。为了统一柱子的结构，此处依然用三角形拼接柱子的尖顶，尖顶作为柱子的下一个层次。如图：主要代码如下：7、 柱子上再加个球体，显得气势恢宏。用drawSphere函数就可以了。下面是加上两个球体后的效果：8、 场景都绘制好了，下面增加人物模型。此处先画身体，选择圆柱函数来画。设置上下底的半径，就可以画出一条可爱的小裙子了。此处选择红色作为主要模型的颜色。9、 一条小裙子总显得单调了些，因此在裙子上加上白色小纽扣，再加上一个新潮的“泡泡袖”修饰肩膀，裙子就显得别具一格。均使用画圆函数drawSphere。10、 下面开始画人儿的头部。首先是一个球形，选择肤色作为脸部颜色。在这个层次中，同样画了鼻子（圆锥形）、眼睛（球形）、嘴巴（圆台体），头发（嵌套在头部的椭圆）。11、 两边和额头的头发应该修饰一下，因此再用椭球体作为头发修饰。用glScaled函数拉伸球体。12、 头部有点单调，就再加顶活泼可爱的小帽子吧！用红、白、蓝色的三角形拼接一定彩色帽子是个不错的选择！ 主要代码如下：13、 最后加上小手小脚，主要用球体和柱体实现，鞋子可以用压缩的球体来拼接，一个美丽的小女孩就出现啦。14、 给小女孩做一双“隐形的翅膀”，在她想飞翔的时候尽情地飞吧！考虑到翅膀形状的特殊性，此处用三角形拼接翅膀。由于飞翔的时候两扇翅膀的动作是不一样的，因此两扇翅膀要分开画，不能同时画。主要代码如下（此处为一扇翅膀的代码）：翅膀不用的时候可以隐藏起来。因此可以设置一个控制条来控制它出现与否。首先在modelerglobals.h文件中增加WINGS变量，在ample.cpp中main函数中加上controlsWINGS = ModelerControl(Equipment, 0,1,1,0);对该变量进行设置和初始化（以下增加控制条的变量均按照这个步骤创建，下面不再一一说明），当WINGS=1时才显示翅膀。15、然后实现功能。先实现对整体视图的视点转换。在modelerglobals.h文件中有对XPOS,YPOS,ZPOS的定义了，因此直接在sample.cpp中用glTranslated(VAL(XPOS), VAL(YPOS), VAL(ZPOS);语句实现对视图中X,Y,Z坐标的转换。在main()函数中对三个控制条的参数做设置。16、 用控制条控制人物高度。在要移动的部分前后加上glPushMatrix()和glPopMatrix()，用变量HEIGHT控制。17、 让人物做打招呼的动作。这时候只要右手手臂绕着肩膀按照控制条的度数来回旋转即可。核心语句：glRotated(VAL(LENGTH), 0.0, 0.0, 1.0);同样的道理，做出控制头部旋转的控制条。结果如下： 18、 设置双脚同时摆动。要使双手同时摆动，只要使双脚的旋转按同一个参数旋转，并且一正一负，这样便可比较生动地表现人物走路的动作。同样地，要双手、手脚同时摆动，应该使手脚使用相同的角度参数旋转。如下： 19、 设置人物变瘦变胖。使用glScaled函数实现。效果如图： 20、 设置光源的位置对光源的位置重新设置，并使用控制条控制。增加控制变量LX,LY,LZ,在modelerview.cpp中进行如下设置：21、 用控制条显示建模的层次。增加控制变量HIERARCHY，在sample.cpp中增加全局变量hier=0,修改draw 函数，每一次glPushMatrix()进行hier加一，glPopMatrix()进行hier减一，两者之间加上if(VAL(HIERARCHY)=hier),对全文档进行修改后，即可对模型进行层次展示。22、 对人物的飞翔姿态做一个控制条，当值为1时转到飞翔状态。23、 对翅膀的飞翔状态做一个控制条。如图：24、 对模型所做的改动参数做一个重置，即把所有参数值初始化。先编一个reset函数，对所有数值初始化：然后增加一个控制变量RESET,在main函数中调用上面这个函数：25、 给模型设置动画效果。增设全局变量TT，每次调用draw函数时TT增加相应的值，然后把TT写到背景所在的坐标的横坐标中，即glTranslated( -67+TT,-2.2,-7)；然后把TT放到控制翅膀扇动的参数中，即glRotated(VAL(SHAKEWINGS)+TT*5, 0.0, 0.0, 1.0),这种情况下会有人物在场景中飞翔的效果。26、 给场景贴图。在柱台的前面加上同一幅图画，贴图按点对点贴好，效果如下：相关代码如下：3 实验结果在本次试验中，在所给的资料文件的指导下，完成了3D建模基本本步骤。其中包括在四个层次中用不同图元组合成自己要设计的模型、使用 glTranslate(),glRotate() 和glScale()进行空间变换、创建控制条控制模型的不同功能、创建场景动画等。四实验心得通过这次实验，我学会运用不同的图元组合得到自己想要的模型，并且比较深入地理解了3D建模和真实感图形绘制过程和对控制条、动画的设置。本次实验收获良多，主要体现在以下方面：1、 利用学过的函数在空间中创建模型。例如本次建模中用三角形拼接空间立体图形，我就是用了以前学过的圆的二维函数完成绘制的。在二维空间中，圆可以这么画： glBegin(GL_LINE_LOOP); for(i=0; in; +i) glVertex2f(R*cos(2*Pi/n*i), R*sin(2*Pi/n*i); glEnd();在这个基础上，我做了一点点改变，然后利用现有的drawTriangle函数和循环就可以画出一个圆柱的侧面了：drawTriangle(1.2*cos(2*PI/n*i),0.5*j,1.2*sin(2*PI/n*i),1.2*cos(2*PI/n*(1+i),0.5*j,1.2*sin(2*PI/n*(1+i),1.2*cos(2*PI/n*i),0.5*j+0.5,1.2*sin(2*PI/n*i);我充分体会到函数的重要性。2、图形的